(57)【要約】  【課題】衝突時における気体燃料の漏れを防止しつつ、衝突後にあっても車両を走行させることができる状態を確保する。  【解決手段】車両が、気体燃料タンク２２内に貯蔵された気体燃料を燃焼させて駆動力を発生するエンジン１と、バッテリ８からの電気エネルギを受けて駆動される走行用モータ２とを備えたハイブリッド車とされる。衝突が予測されたときあるいは実際に衝突が生じたときは、走行用モータ２による走行が可能な状態でもって、気体燃料タンク２２の元弁３５が閉じられる（エンジン１の駆動停止）。  衝突予測時に元弁３５を閉じた後、所定期間経過しても実際の衝突が検出されなかったときは、元弁３５を開くようにしてもよい。  運転者の要求駆動力が大きいときでかつ衝突（特に後突）が予測されるときは、衝突回避のための加速要求時であるとして、元弁３５を閉じるのを禁止するようにしてもよい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体燃料を貯蔵する気体燃料タンクと、
前記気体燃料タンクに貯蔵された気体燃料を使用して走行のための駆動力を発生する駆動源と、
バッテリからの電気エネルギを使用して駆動される走行用モータと、
前記気体燃料タンクから前記駆動源への気体燃料の供給を遮断する燃料供給停止手段と、
車両の衝突を検出する衝突検出手段と、
前記衝突検出手段によって車両の衝突が検出されたとき、前記走行用モータによる車両の走行を行える状態としつつ、前記燃料供給停止手段を作動させて前記駆動源による車両の走行を禁止する衝突対応制御手段と、
を備えていることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記衝突検出手段は、車両の衝突を予測する衝突予測手段を含んでおり、
前記衝突対応制御手段は、前記衝突予測手段によって車両の衝突が予測されたときに前記燃料供給停止手段を作動させる、
ことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記衝突対応制御手段は、前記衝突予測手段によって衝突が予測された後、所定期間内に車両の実際の衝突が検出されなかったときは、前記燃料供給停止手段の作動を解除して前記駆動源による車両の走行が行える状態に復帰させる、ことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３において、
運転者による要求駆動力に関する値を検出する要求駆動力検出手段をさらに備え、
前記衝突対応制御手段は、前記衝突予測手段によって車両の衝突が予測されたときで、かつ前記要求駆動力検出手段により検出される要求駆動力が所定値以上であるときは、前記燃料供給停止手段を作動させない、
ことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記衝突対応制御手段は、前記衝突予測手段によって車両の衝突のうち後突が予測されたときで、かつ前記要求駆動力検出手段により検出される要求駆動力が所定値以上であるときは前記燃料供給停止手段を作動させない一方、後突以外の衝突が予測されたときは、要求駆動力の大きさにかかわらず該燃料供給停止手段を作動させる、
ことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、
前記駆動源が、気体燃料を燃焼させて駆動力を発生するエンジンとされている、ことを特徴とする車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体燃料を使用して駆動される走行用の駆動源の他に、バッテリからの電気エネルギによって駆動される走行用モータを備えた車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近の車両（特に自動車）では、環境問題の観点から、気体燃料（特に水素燃料）を走行用のエネルギ源として使用してするものが増加する傾向にある。特許文献１には、気体燃料を貯蔵した気体燃料タンクと燃料電池と走行用モータとを備えて、気体燃料タンクから供給される気体燃料を使用して燃料電池によって発電を行ない、この燃料電池で発電された電気エネルギを走行用モータに供給することによって走行を行なう燃料電池車が開示されている。
【０００３】
気体燃料は、高圧状態で気体燃料タンクに貯蔵されるのが一般的であるが、車両の衝突時には、気体燃料タンクから気体燃料が外部へ漏れ出て引火する危険性が考えられる。このような衝突時の危険回避のために、上記特許文献１には、車両の衝突時あるいは衝突が予測されたときには、気体燃料タンクから燃料電池への気体燃料の供給を遮断することが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３４９１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両が衝突した場合、ハンドル操作やブレーキ操作がほぼ正常に行える状態（走行にさほど支承のない状態）では、他の車両の走行の邪魔とならないようにあるいは危険回避の観点から、とりあえずすみやかに路肩に向けて走行するということが一般に行われており（退避行動）、その後近くの修理工場に向けて走行するということも一般に行われている。とりわけ、衝突の態様としては、ハンドル操作やブレーキ操作等が全く不可能になる重衝突の頻度よりも、走行にほぼ支承がない程度の軽微な衝突の頻度が多いため、衝突後にとりあえず待避のために車両を走行させるということが多々行われているというのが実情である。
【０００５】
しかしながら、前述の特許文献１に示すように、車両の衝突時に気体燃料の供給を遮断してしまうと、その後は、ハンドル操作やブレーキ操作がほぼ正常に行える状態であっても車両を走行させることが全く不可能になってしまい、衝突後に車両を走行させたいという要請に応えることが全くできないものとなってしまう。
【０００６】
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、気体燃料を使用して走行する車両において、衝突時における気体燃料の漏れを防止しつつ、衝突後にあっても車両を走行させることが可能な状態を確保できるようにした車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
気体燃料を貯蔵する気体燃料タンクと、
前記気体燃料タンクに貯蔵された気体燃料を使用して走行のための駆動力を発生する駆動源と、
バッテリからの電気エネルギを使用して駆動される走行用モータと、
前記気体燃料タンクから前記駆動源への気体燃料の供給を遮断する燃料供給停止手段と、
車両の衝突を検出する衝突検出手段と、
前記衝突検出手段によって車両の衝突が検出されたとき、前記走行用モータによる車両の走行を行える状態としつつ、前記燃料供給停止手段を作動させて前記駆動源による車両の走行を禁止する衝突対応制御手段と、
を備えているようにしてある。
【０００８】
上記解決手法によれば、車両の衝突が検出されたときは、燃料供給停止手段を作動させて気体燃料の漏れを防止することができる。また、走行用モータはそのまま作動させることが可能な状態に維持されるので、とりあえず路肩に緊急避難する等の走行を行うことが可能になる。
【０００９】
上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
前記衝突検出手段は、車両の衝突を予測する衝突予測手段を含んでおり、
前記衝突対応制御手段は、前記衝突予測手段によって車両の衝突が予測されたときに前記燃料供給停止手段を作動させる、
ようにしてある（請求項２対応）。この場合、衝突が予測された時点で燃料供給停止手段を作動させるので、実際に衝突が生じたときの気体燃料の漏れをより確実に防止する上で好ましいものとなる。
【００１０】
前記衝突対応制御手段は、前記衝突予測手段によって衝突が予測された後、所定期間内に車両の実際の衝突が検出されなかったときは、前記燃料供給停止手段の作動を解除して前記駆動源による車両の走行が行える状態に復帰させる、ようにしてある（請求項３対応）。この場合、衝突を回避できたときは、燃料供給停止手段の作動が解除されて気体燃料を利用した走行が可能とされて、本来の正常な走行を行うことができる状態へと復帰することができる。
【００１１】
運転者による要求駆動力に関する値を検出する要求駆動力検出手段をさらに備え、
前記衝突対応制御手段は、前記衝突予測手段によって車両の衝突が予測されたときで、かつ前記要求駆動力検出手段により検出される要求駆動力が所定値以上であるときは、前記燃料供給停止手段を作動させない、
ようにしてある（請求項４対応）。この場合、衝突を避けようとして運転者が加速操作等を行った結果として要求駆動力が大きくなったときは、燃料供給停止手段を作動させないことにより、運転者の要求駆動力に十分かつすみやかに応えて、衝突を回避する上で好ましいものとなる。
【００１２】
前記衝突対応制御手段は、前記衝突予測手段によって車両の衝突のうち後突が予測されたときで、かつ前記要求駆動力検出手段により検出される要求駆動力が所定値以上であるときは前記燃料供給停止手段を作動させない一方、後突以外の衝突が予測されたときは、要求駆動力の大きさにかかわらず該燃料供給停止手段を作動させる、
ようにしてある（請求項５対応）。この場合、後突のおそれがあるときは、運転者は後続車との車間距離を大きくすべく加速操作等を行う結果要求駆動力が大きくなるが、この場合は燃料供給停止手段が作動されないので、運転者の要求駆動力に十分かつすみやかに応えて、後突を未然に防止する上で好ましいものとなる。この一方、後突以外の衝突が予測される場合、例えば前突等が予測されるときは、運転者は減速操作を行って要求駆動力が小さくなるのが一般的なので、このときは燃料供給停止手段を作動させて、気体燃料の漏れ防止を確実に行う上で好ましいものとなる。
【００１３】
前記駆動源が、気体燃料を燃焼させて駆動力を発生するエンジンとされている、ようにしてある（請求項６対応）。この場合、気体燃料を使用するエンジンと走行用モータとのハイブリッド車となるが、気体燃料を使用するエンジンは燃料電池に比して極めて安価に提供することが可能なので、実用化の上で極めて好ましいものとなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、衝突時における気体燃料の漏れを防止しつつ、衝突後にも走行を行える状態を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明が適用された車両の駆動系を示すもので、１はエンジン（内燃機関）、２は走行用モータ、３は始動用電動機（始動用モータ）を兼用したジェネレータである。エンジン１とモータ２とジェネレータ３とは、後述する駆動機構４を介して、左右の駆動輪５間に設けられたデファレンシャルギア６に連結されている。ジェネレータ３での発電電力は、インバータ７を介してバッテリ８に給電される。また、バッテリ８からの電力は、インバータ７を介して、走行用のモータ２に給電されると共に、始動用電動機として用いられるときのジェネレータ３に給電される。
【００１６】
前記駆動機構４の一例が、図２に示される。この駆動機構４は、遊星歯車機構１１を有する。遊星歯車機構１１は、サンギア１２と、リングギア１３と、両ギア１２、１３に対してそれぞれ噛合される複数の遊星ギア１４とを有し、各遊星ギア１４がキャリア１５に回転自在に保持されている。エンジン１（の出力軸）が、キャリア１５に対して一体回転するように連結されている。ジェネレータ３が、サンギア１２と一体回転するように連結されている。
【００１７】
遊星歯車機構１１の回転軸（サンギア１２の回転軸）α１と平行に、２本の回転軸α２、α３が配設されている。回転軸α３が、デファレンシャルギア６の回転軸であり、その入力ギアが符号１６で示される。回転軸α２には、大小２つのギア１７、１８が一体回転するように固定されている。大きい方のギア１７が、遊星歯車機構１１のリングギア１３に噛合され、小さい方のギア１８が、入力ギア１６と噛合されている。また、大きい方のギア１７には、さらに、モータ２の回転軸２ａに固定されたギア１９が噛合されている。
【００１８】
キャリア１５に入力されるエンジン１の駆動力は、遊星ギア１４（の公転運動）、リングギア１３、ギア１７、１８を経て、デファレンシャルギア６の入力ギア１６に伝達される。ギア１８に入力されるモータ２の駆動力は、ギア１７を経て入力ギア１６に伝達される。駆動輪５に制動力が付与されるブレーキ時において、入力ギア１６からの駆動力（制動力）は、上記とは逆の経路を経て、モータ２あるいはエンジン１に伝達される他、さらに遊星ギア１４を経てサンギア１２つまりジェネレータ３に伝達される（ジェネレータ３の発電で、回生制動）。エンジン１の停止時に、サンギア１２に入力されるジェネレータ３の駆動力は、遊星ギア１４（の公転運動）からキャリア１５を経てエンジン１に伝達されて、エンジン１に対して始動のための駆動力が与えられることになる。
【００１９】
前述のように、図１に示す駆動系は、いわゆるハイブリッド車用となっていて、車両の走行状態に応じて、例えばエンジン１のみの駆動、エンジン１とモータ２との両方による駆動、さらにはモータ２のみによる駆動という３つの駆動態様の中から適宜の駆動態様が使い分けられるが、このような駆動態様の使い分けそのものは本発明と直接関係がないので、その詳細な説明は省略する。
【００２０】
エンジン１は、気体燃料としての水素燃料を用いた燃焼が行われるもので、実施形態では、２ロータ式のバンケル型ロータリピストンエンジンとされている。より具体的には、エンジン１の各気筒について２本の燃料噴射弁２１が設けられており、各燃料噴射弁２１はそれぞれ、水素燃料を貯溜した燃料タンク２２に接続されている。すなわち、燃料タンク２２には電磁式の元弁３５が一体的に設けられて、この元弁３５と燃料噴射弁２１とが燃料供給系路３６によって接続され、この燃料供給系路３６の途中に電磁式のレギュレータ（圧力調整弁）３７が接続されている。
【００２１】
図１中、Ｕは、マイクロコンピュータを利用して構成された制御ユニット（コントローラ）である。このコントローラＵは、インバータ７、燃料噴射弁２１等、走行のために必要な制御を行う他、後述するように、衝突対応の制御のために、元弁３５を適宜閉弁させる制御をも行う。この衝突対応制御のために、コントローラＵには、各種センサＳ１〜Ｓ４からの信号が入力される。センサＳ１は、衝突を検出するものであり、車両前端部に設けられる前突検出用と、車両後端部に設けられる後突検出用との２種類有する。この衝突センサＳ１は、例えば重錘式のものが利用されて、所定以上の大きさの加速度を検出したときに実際に衝突発生であるとしてオンとされる（重錘が所定荷重のスプリングに抗して変位してスイッチをオンにする）。
【００２２】
センサＳ２は、距離センサであり、車両前端部に設けられて前方車両との距離検出用と、車両後端部に設けられて後続車との距離検出用との２種類設けられている。実施形態では、センサＳ２は、例えば赤外線式とされて、発光部と受光部とを有して、発光部から発信された検知波（レーダ波）が対象物で反射されて受光部で受光されるまでの時間を検出することによって、対象物に対する相対距離を検出すると共に相対速度を検出（演算）するようになっている。センサＳ３は車速を検出するものである。センサＳ４はアクセル開度を検出するものである。
【００２３】
次に、制御ユニットＵによる衝突対応制御の概略について説明する。まず、基本的に、衝突が予測されたときおよび実際に衝突が発生したときは、それぞれ元弁３５が閉弁され、これにより水素燃料の漏れが防止される。ただし、衝突のうち後突が予測されたときで、かつ運転者の要求駆動力が所定値以上であるときは、衝突回避のために運転者が大きな駆動力を要求しているときであると判断して、衝突回避のための運転者の要求を優先させて、元弁３５を閉弁させることなく開弁状態に維持させる。また、衝突が予測されて一旦もと弁３５を閉弁した後、所定期間経過しても実際の衝突が検出されないときは、通常の走行状態に復帰させるべく、元弁３５を開弁させる。なお、上記所定期間としては、例えば所定時間（例えば６０秒）あるいは所定走行距離（例えば５００ｍ）として設定することができる。
【００２４】
上述した制御ユニットＵによる具体的な制御例について、図３に示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下の説明でＱはステップを示す。まず、図３のＱ１において、各種センサＳ１〜Ｓ４からの信号が読み込まれる。次いでＱ２において、距離センサＳ２からの信号に基づいて、衝突が予測されるか否かが判別される（他車との相対距離と相対距離の変化に基づく相対速度とから衝突の可能性を判断する）。このＱ２の判別でＹＥＳのときは、Ｑ３において、燃料タンク２２の元弁３５が開いているか否かが判別される。このＱ３の判別でＹＥＳのときは、Ｑ４において、アクセル開度センサＳ４で検出されるアクセル開度とその変化率とから、運転者の要求駆動力が決定される。
【００２５】
Ｑ４の後、Ｑ５において、前記要求駆動力が所定値以上であるか否かが判別される。この所定値は、実施形態では、後述するように、走行用モータ２のみの駆動によって得られる最大駆動力に設定されている。このＱ５の判別でＹＥＳのときは、Ｑ６において、Ｑ２で予測された衝突が後突であるか否かが判別される。このＱ６の判別でＮＯのときは、燃料タンク２２の元弁３５が閉じられ、これによりエンジン１を利用した走行（駆動）が行われなくなって、走行用モータ２のみによる走行が可能な状態とされる。
【００２６】
Ｑ７の後は、Ｑ８において、衝突センサＳ１からの信号が読み込まれ、この後、Ｑ９において、衝突センサＳ１からの信号に基づいて実際に衝突が生じたか否かが判別される。このＱ９の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１０において、元弁３５が閉じられる（Ｑ７と同じ）。また、Ｑ９の判別でＮＯのときは、Ｑ１１において、衝突が予測された時点から所定時間としての１分が経過したか否かが判別される。このＱ１１の判別でＮＯのときはＱ８に戻る。また、Ｑ１１の判別でＹＥＳのときは、衝突が予測されたものの、実際の衝突は生じなかったときであるとして、Ｑ１２において、元弁３５が開かれて、エンジン１をも利用した走行が可能な状態へと復帰される。
【００２７】
前記Ｑ２の判別でＮＯのとき、Ｑ３の判別でＮＯのとき、およびＱ６の判別でＹＥＳのときは、それぞれＱ１へリターンされる。さらに、Ｑ５の判別でＮＯのときは、衝突回避のための大きな駆動力が要求されていないときなので、Ｑ６を経ることなくＱ７へ移行される。
【００２８】
ここで、前述した要求駆動力の点について図４をも参照しつつ補足説明する。まず、図４中、一点鎖線で示す特性線αは、エンジン１とモータ２との両方を利用して得られる最大駆動力を示し、実線で示す特性線βがモータ２のみによって得られる最大駆動力を示す。要求駆動力が、特性線β以下の範囲であれば、モータ２のみによってこの要求駆動力を満足できるが、要求駆動力が特性線βよりも大きい領域にあるときは、モータ２のみによっては要求駆動力を実現できないときである。図３のＱ５における所定値が、この特性線βの大きさに設定されて（車速をパラメータとして所定値を決定）、要求駆動力がモータ２のみによっては得られない状態のときで（Ｑ５の判別でＹＥＳの時）、かつ後突のおそれがあるとき（Ｑ６の判別でＹＥＳのとき）には、Ｑ７に移行しないようにして、元弁３５が開いたままとされて、エンジン１とモータ２とを利用して衝突回避のための走行を行えるようにされる。なお、要求駆動力をすみやかに確保するために、図３のＱ５における所定値を、特性線βよりも小さい範囲でもって設定することもできる。
【００２９】
図５は、図３の変形例を示すものであり、実際に衝突が検出されたときにのみ元弁３５を閉じる制御を行うようにしたものである。すなわち、Ｑ２１において衝突センサＳ１からの信号が読み込まれた後、この読み込まれた信号に基づいて、Ｑ２２において、実際に衝突が検出されたか否かが判別される。このＱ２２の判別でＹＥＳのときは、Ｑ２３において元弁３５が開いているか否かが判別される。このＱ２３の判別でＹＥＳのときは、元弁３５が閉じられて、モータ２のみによる走行が可能な状態に移行される。上記Ｑ２２の判別でＮＯのとき、およびＱ２３の判別でＮＯのときは、そのままＱ２１へリターンされる。
【００３０】
以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。図３のＱ３のステップ、図５のＱ２３のステップはなくてもよいものである。気体燃料を使用して作動される駆動源としては、エンジン１に限らず、燃料電池から電気エネルギが供給されて駆動されるモータであってもよい（気体燃料が燃料電池に供給される）。前突が予測される場合で、かつ要求駆動力が所定値以上のときにも、元弁３５を閉じないようにしてもよい（前方車両との衝突回避のためには減速操作が行われるのが一般的であるが、加速して前方車両を回避することをも考慮）。元弁３５を閉じるのに代えて、あるいは元弁３５を閉じるのに加えて、レギュレータ３７を閉じるようにしてもよい。要求駆動力の検出は、アクセル開度のみを利用して検出したり、吸入空気量や燃料噴射量等適宜のパラメータを利用して検出することができる。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明が適用された車両の一例を示す系統図。
【図２】図１に示す駆動機構の具体例を示す図。
【図３】本発明の制御例を示すフローチャート。
【図４】要求駆動力と車速との関係を示す図。
【図５】本発明の別の実施形態を示すもので、図３に対応したフローチャート。
【符号の説明】
【００３２】
１：エンジン（駆動源）
２：走行用モータ
８：バッテリ
２２：水素燃料タンク（気体燃料タンク）
３５：元弁（燃料供給停止手段）
Ｕ：制御ユニット（衝突対応制御手段）
Ｓ１：衝突検出センサ
Ｓ２：距離センサ
Ｓ３：車速センサ
Ｓ４：アクセル開度センサ（要求駆動力検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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